水運工程軟土地基施工監(jiān)測檢測重難點分析

蔡勇

（廣州正和工程檢測有限公司，廣州 510000）

1 工程概況

某水運工程項目，屬于三級航道，建設規(guī)模為23 m×230 m×5 m 的船閘工程。該水運工程中閘室為鋼筋混凝土結構，設計為2 級水工建筑物，護岸、靠船墩設計為3 級水工建筑物，上下游靠船段為400 m、遠調(diào)站護岸長度為100 m。由于該水運工程臨近海域，建設區(qū)域多為軟土地基，所以要求建設單位在施工前應針對軟土地基特性，建立監(jiān)測控制網(wǎng)，對軟土地基區(qū)域進行豎向位移監(jiān)測、水準觀測。主要技術要求如表1 所示。在此基礎上，建設方針對項目建設中的軟土地基區(qū)域，分別對軟土地基結構水壓力、土壓力、深層水平位移、分層沉降進行監(jiān)測。如在軟土地基區(qū)域布置孔隙水壓力監(jiān)測點，定期測量施工前、施工期間、施工后的孔隙水壓，記錄軟土地基孔隙水壓增長、消散規(guī)律，借此評估軟土地基處理方案的可行性。

表1 水運工程軟土地基監(jiān)測檢測技術要求

2 水運工程軟土地基施工監(jiān)測檢測方法

2.1 靜力觸探試驗

靜力觸探試驗不僅是監(jiān)測、檢測軟土地基的重要手段，同樣可以應用在黏性土、沙土的勘測中。水運工程建設中，靜力觸探試驗可通過劃分軟土地基與其他土層的方式，有針對性地估算軟土地基的物理力學指標，評估軟土地基承載力，然后結合水運工程的基本需求，計算水運工程地基結構中單樁所需的承載力。靜力觸探儀是開展試驗的主要設施，該儀器由傳動系統(tǒng)、量測系統(tǒng)、貫入裝置組成。儀器探頭形式包括單橋、雙橋探頭兩種，能夠通過量測貫入阻力、孔隙水壓力、錐尖阻力、側壁摩阻力等參數(shù)，對水運軟土地基進行全面檢測[1]。

2.2 平板荷載試驗

平板載荷試驗是通過加載模擬水運工程地基承受力的方式，準確地獲取地基承載力特征值。平板荷載試驗是在軟土地基區(qū)域放置一定尺寸的剛性承壓板，然后分別施加荷載，觀測不同荷載時軟土地基變形情況。通過觀測水運工程軟土地基的變形情況，相關人員可制作荷載-沉降關系曲線，同時確定軟土地基的承載力，從而根據(jù)軟土地基變形模量，完成軟土地基的水運基礎結構設計。

試驗過程中，相關人員應將荷載等級控制在8 級以內(nèi)，每增加1 級荷載時，1 h 內(nèi)需要檢測加載后10 min、15 min 的沉降值，30 min 后再次觀測，持續(xù)2 h 后，若沉降值低于0.1 mm/h，可再次施加荷載。試驗期間，若承壓板出現(xiàn)裂縫、周圍土壤向外擠出現(xiàn)象，或是荷載沉降值變化浮動大時，都應及時終止試驗。

2.3 十字板剪切試驗

十字板剪切試驗是水運工程建設中用于檢測軟土地基的試驗活動，是在軟土地基加固前后，通過檢測分析軟土地基的性質(zhì)，以此評估軟土地基加固效果。試驗過程中，相關人員應對比分析軟土地基加固后的軟土強度指標的變化，并確保試驗深度抵達軟土地基壓縮層底部。具體檢測步驟包括：鉆機開孔→測試原地面1 m 以下區(qū)域→壓入十字板頭→轉(zhuǎn)動十字板頭（轉(zhuǎn)動速度為6°/min）→記錄測量數(shù)據(jù)→數(shù)值穩(wěn)定后繼續(xù)測試→下壓板頭。重復以上操作，直至軟土地基在不排水情況下抗剪強度超過100 kPa。

3 水運工程軟土地基施工監(jiān)測檢測難點

3.1 水運施工設計復雜

相較于其他工程項目，水運工程建設中所涉及的施工工藝較多，且所處的區(qū)域較為特殊，整體施工設計更為復雜；軟土地基施工前的監(jiān)測，夯實及預壓加固后的檢測難度較大。這就要求相關人員充分掌握水運施工組織方案，編制更可靠的監(jiān)測方案，同時做好軟土地基日常檢測中的質(zhì)量管理、進度控制，重視施工監(jiān)測檢測的細節(jié)性內(nèi)容。

3.2 軟土地基施工交叉作業(yè)多

軟土地基施工過程中，加固、預壓現(xiàn)場的交叉作業(yè)多，施工需要的機械設備多，若施工人員對軟土地基監(jiān)測檢測點的保護意識薄弱，則會導致測點、監(jiān)測控制網(wǎng)被破壞，從而使得軟土地基施工監(jiān)測數(shù)據(jù)不完整，影響水運工程軟土地基施工檢測的可靠性，不利于水運工程施工質(zhì)量、進度的有效控制[2]。

3.3 監(jiān)測檢測質(zhì)量風險大

水運工程建設中，軟土地基的施工監(jiān)測、檢測工作需要建立在多種測量儀器上，但由于測點、設備種類較多，需要獲取的試驗參數(shù)較為復雜，所以監(jiān)測檢測中的質(zhì)量風險較大。如何全面管控軟土地基監(jiān)測檢測質(zhì)量是該項工作實施的主要疑難問題。

4 水運工程軟土地基施工監(jiān)測檢測重點

4.1 結合施工設計，明確軟土地基監(jiān)測檢測要點

1）基于水運工程施工設計圖紙，加強與各參建方的溝通交流，獲取更完整的項目資料。隨后結合水運施工建設需求，有針對性地制訂軟土地基監(jiān)測計劃。正式實施監(jiān)測工作前，技術人員應詳細分析方案的可行性，并與一線監(jiān)測、檢測人員進行技術交底，使其詳細掌握軟土地基施工中的勘測要點。

2）水運工程軟土地基施工中，建設單位會通過堆載預壓、真空預壓等方式初步加固地基。加固過程中要求相關人員監(jiān)測軟土地基區(qū)域的沉降值、孔隙水壓力，用于評估軟土地基施工后基礎層的穩(wěn)定性。在此過程中，監(jiān)測人員應重點做好真空預壓施工中的數(shù)據(jù)監(jiān)測。先建立監(jiān)測控制網(wǎng)，布設測點，施工過程中定期巡視測點，獲取測點量測數(shù)據(jù)。觀測每個測點的數(shù)值時，觀測次數(shù)應多于2 次。使用高精度儀器時，應做好儀器保養(yǎng)維護、校核工作，確保軟土地基施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。最后根據(jù)實際情況，靈活調(diào)整水運工程軟土地基施工現(xiàn)場的監(jiān)測次數(shù)、監(jiān)測力度，發(fā)現(xiàn)問題后及時上報。

4.2 加強保護，合理設置測點標識

針對水運工程軟土施工中交叉作業(yè)多的問題，避免因現(xiàn)場機械設備、人員流動時對測點造成破壞，還應加強測點保護，合理布設測點標識。

1）完成軟土地基施工監(jiān)測點埋設后，相關人員應用現(xiàn)場警示標識、圍護設施提醒周圍人員注意保護測點。

2）不定期巡視監(jiān)測控制網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)警示物、標識牌破損后應及時更換。發(fā)現(xiàn)測點被破壞后，相關人員還應盡快修復被破壞的測點并采集初始監(jiān)測值。

3）與現(xiàn)場施工人員做好技術交底，加強溝通，共同樹立測點保護意識，重視監(jiān)測點的保護與管理。

4.3 轉(zhuǎn)變觀念，重視軟土地基監(jiān)測檢測質(zhì)量控制

為發(fā)揮水運工程軟土地基施工監(jiān)測檢測工作的價值，還應轉(zhuǎn)變觀念，重視該項工作的質(zhì)量控制。

1）實施軟土地基監(jiān)測工作前，還應選用符合相關要求的高質(zhì)量監(jiān)測設備、元件，杜絕以次充好現(xiàn)象。購置監(jiān)測儀器時，應詳細檢查供貨方的企業(yè)資質(zhì)。對于易于破損的零件還應提前準備替換零件，在測點被破壞后及時更換監(jiān)測元件[3]。

2）埋設軟土地基監(jiān)測所需的沉降板時，應提前找平軟土地基區(qū)域，并在鋪設土工布后將其壓實，保證沉降板的穩(wěn)固性。埋設磁環(huán)時，還應將磁環(huán)的鋼爪插入軟土層內(nèi)部，將其固定在該區(qū)域。監(jiān)測孔隙水壓力時，相關人員應將透水石在沸水中煮沸50 min，隨后使其保持在密封狀態(tài)。

3）埋設位移監(jiān)測、水準監(jiān)測的樁位時，應確保樁位位置、規(guī)格符合設計要求。鉆孔埋設測點時，保證鉆孔人員的專業(yè)性，鉆孔結束后嚴格按照監(jiān)測方案拼接管線、使用監(jiān)測儀器，同時完整、詳細地記錄軟土地基監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4.4 規(guī)范流程，確保軟土地基檢測數(shù)據(jù)可靠性

水運工程中軟土地基施工檢測的關鍵在于數(shù)據(jù)，相關人員應規(guī)范軟土地基施工檢測流程，確保數(shù)據(jù)采集、記錄的可靠性。軟土地基施工檢測是在加固前后對軟土地基區(qū)域進行取樣檢測，加固前后期都應采集平板荷載試驗、十字板剪切試驗中的試驗數(shù)據(jù)，完整地檢測各項實驗數(shù)據(jù)，為軟土地基施工處理效果評價提供有效依據(jù)。

1）開展軟土地基施工檢測工作前，還應對所用的檢測儀器進行校核、檢驗，確定其在穩(wěn)定狀態(tài)后再投入使用。

2）基于軟土地基施工檢測方案，明確不同檢測方法、檢測流程中的質(zhì)量控制要點。如對淤泥層取樣時，應避免對樣品造成擾動，盡量使用薄壁取土器，成功取樣后用專業(yè)手法將其密封保存，同時立即送到檢測實驗區(qū)域，實驗步驟應嚴格遵守相關技術方案；應用十字板剪切試驗、平板荷載試驗時，應保證實驗操作流程的規(guī)范性，并做好檢測數(shù)據(jù)的記錄、分析及采集工作。

3）在水運工程建設區(qū)域進行外業(yè)檢測時，應重視原始勘測資料的采集，并注意避免在后期隨意更改原始數(shù)據(jù)。如確需修改時需詳細說明原因，并由修改人簽字，記錄個人信息。檢測過程中相關人員還應保留不同形式的信息資料，以保證后期審核檢測數(shù)據(jù)的準確性和合理性。

4.5 夯實基礎，重視軟土地基檢測進度控制

軟土地基施工檢測的主要目的是評估水運工程地基處理效果。檢測過程中涉及的內(nèi)容較多，工作量較大，軟土地基檢測人員應提高管理能力，重點加強對軟土地基檢測工作進度的控制。

1）配置專業(yè)能力強、經(jīng)驗豐富的檢測人員，然后系統(tǒng)地對軟土地基施工檢測隊伍進行培訓，使其在熟悉檢測方案、試驗方案的基礎上，提高職業(yè)技能，保障軟土地基施工檢測質(zhì)量。檢測前應及時檢定軟土地基施工檢測儀器，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理方審批通過后方可投入使用。盡量選擇功能完善、先進的設備儀器，采集各測點檢測數(shù)據(jù)時可引進自動化控制技術，高效率、高精度地獲取檢測數(shù)據(jù)。

2）對水運工程內(nèi)外部結構進行土工測試時，注意按照施工有關規(guī)范記錄檢測信息，建立不同分項工程、不同區(qū)域的數(shù)據(jù)檔案?，F(xiàn)場施工檢測時，應提前制訂檢測進度計劃，檢測進度與實際施工不符時，還應適當增加、控制檢測人員或設備的數(shù)量。

3）重視施工檢測中的數(shù)據(jù)審查，定期抽查檢測數(shù)據(jù)，分析其合理性。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量風險后還應反復核對，必要時需要重新檢測。在此過程中，水運工程軟土地基施工檢測的技術人員還應指導一線檢測人員的操作行為，并定期與項目部、參建單位進行溝通協(xié)調(diào)，以便推進檢測工作有序開展。

5 結語

綜上所述，為提升我國水運工程整體建設水平，還應重視水運工程施工中的軟土地基監(jiān)測檢測工作。對此，相關人員可結合軟土地基特點，合理建設監(jiān)測控制網(wǎng)，開展荷載、靜載試驗，獲取準確的監(jiān)測結果。然后以此為依據(jù)，全過程加強水運工程軟土地基檢測工作，準確評估水運工程建設質(zhì)量，提高軟土地基區(qū)域的施工質(zhì)量，減少安全風險。